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Modelling Vapour − Liquid Equilibrium of CO2 in Aqueous N-Methyldiethanolamine through the Simulated Annealing Algorithm

Authors

  • Madhusree Kundu,

    1. Separation Science Laboratory, Cryogenic Engineering Centre, Indian Institute of Technology, Kharagpur 721302, India
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  • Syamalendu S. Bandyopadhyay

    Corresponding author
    1. Separation Science Laboratory, Cryogenic Engineering Centre, Indian Institute of Technology, Kharagpur 721302, India
    • Separation Science Laboratory, Cryogenic Engineering Centre, Indian Institute of Technology, Kharagpur 721302, India
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Abstract

The modified Clegg-Pitzer equation is used to correlate and predict the vapor-liquid equilibrium of the CO2-MDEA-H2O system. Simulated annealing (SA), a computational stochastic technique for finding near global minimum solutions to optimization problems, has been used for parameter estimation in the model to predict VLE of CO2 in aqueous MDEA solution. The solubility of CO2 in aqueous solutions of 23.8 wt % and 30.0 wt % of N-methyldiethanolamine (MDEA) has been measured over the temperature range of 303-323 K and CO2 partial pressure range of 1 to 100 kPa. The model predicted equilibria have been found to be in good agreement with the experimental results of VLE measurement of this work as well as those in the open literature. In this work, the SA technique has been used as an alternative to the traditional Levenberg-Marquardt (LM) technique, to predict the VLE data accurately.

Abstract

On a utilisé une équation modifiée de Glegg-Pitzer pour corréler et prédire l'équilibre liquide-vapeur du système CO2-MDEA-H2O. On a eu recours à un recuit simulé (SA), une technique stochastique par ordinateur pour trouver des solutions proches du minimum global des problèmes d'optimisation, pour l'estimation des paramètres dans le modèle, dans le but de prédire l'ELV du CO2 dans la solution aqueuse de MDEA. La solubilité du CO2 dans les solutions aqueuses de 23,8 % en poids et 30,0 % en poids de N-méthyldiéthanolamine (MDEA) a été mesurée pour une gamme de températures de 303-323 K et une gamme de pressions partielles du CO2 de 1-100 kPa. On a trouvé que les équilibres prédits par le modèle montraient un bon accord avec les résultats expérimentaux de mesure d'ELV réalisée ici ainsi que dans la littérature scientifique ouverte. Dans ce travail, la technique SA sert de solution de rechange à la technique traditionnelle de Levenberg-Marquardt (LM), afin de prédire les données d'ELV avec précision.

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